Ba_2Ti_9O_(20)微波陶瓷在贴片式介质滤波器上的应用研究

用传统固相法制备了Ba2Ti9O20微波陶瓷,研究了Ba2Ti9O20微波陶瓷的组成对介电性能的影响,通过XRD和HP8714ET网络分析仪对其晶体结构和微波介电性能进行了研究,实验结果表明:少量掺MnCO3和ZrO2的Ba2Ti9O20陶瓷材料可把烧结温度降低到1260℃,微波介电性能较好;当ZrO2的加入量为0.1wt%且MnCO3加入量为0.15wt%时,其介电性能最佳的致密化烧结温度为1280℃,可以得到:ε=37;tanδ=3×10-4;τc=-28×10-6/℃。用Ba2Ti9O20陶瓷制成的贴片式介质滤波器测试,其电性能满足设计要求。

水热法合成Ba_2Ti_9O_(20)陶瓷粉

采用水热法合成了Ba2 Ti9O2 0 陶瓷粉 ,研究了水热反应条件对合成产物的影响 .研究表明 ,Ba2 Ti9O2 0 相的形成与前驱物的性质有很大的关系 ,当钛前驱物为TiO2 时 ,难以合成目标相 ,当钛前驱物为TiCl4时 ,能够形成大量的目标相 ,用此粉体制备陶瓷 ,可以不经过预烧就能得到较纯的Ba2 Ti9O2 0 相陶瓷体 ,且烧结温度比传统法要低 1 0

Ba_2Ti_9O_(20)/PTFE微波介电复合材料的制备及性能

采用粉末冶金工艺制备了以微波介质陶瓷 Ba2 Ti9O2 0 微粉增强 PTFE的微波基片复合材料。研究了陶瓷微粉含量对其介电性能的影响以及介电性能的频率和温度特性 ,并用介质混合法则对其介电常数进行拟合分析。发现某些组分的 Ba2 Ti9O2 0 / PTFE复合材料的介电常数和介电损耗具有良好的频率和温度稳定性 ,拟合结果与实验测试结果一致性较好。

PbTiO_3+Bi_2Ti_2O_7掺杂的Ba_(4.5)Nd_9Ti_(18)O_(54)微波介质陶瓷

研究了PbTiO_3+Bi_2Ti_2O_7掺杂的Ba_(4.5)Nd_9Ti_(18)O_(54)微波介质陶瓷材料的结构和介电性能.结果表明,随着掺杂量的增加,陶瓷材料的密度呈现出轻微下降的趋势,介电常数则保持较高的数值,Q值及T_f随掺杂量的增加而下降.当PbTiO_3+Bi_2Ti_2O_7掺杂量为20％时,材料的ε_r≈93,Q.f≈5800 GHz,T_f≈3×10^(-5)/c.XRD分析表明,当PbTiO_3+Bi_2Ti_2O_7掺杂量小于24％时,Ba_(4.5)Nd_9Ti_(18)O_(54)材料仍呈现出单相结构.利用电介质极化理论初步解释了材料介电性能变化的原因。

Ba_2Ti_9O_(20)高频介质陶瓷结构和介电性能

主要研究了Ba2 Ti9O2 0 陶瓷的结构和介电性能。通过在BaCO3、TiO2 中添加适量的ZnO、Nb2 O5,在 12 6 0℃烧成了介电性能优良的Ba2 Ti9O2 0 陶瓷。XRD研究表明 ,其主晶相为Ba2 Ti9O2 0 ,附加晶相为Ba2 Ti9O9、Ba3Ti12 Zn7O34 、Ti2 Nb10 O2

Ba_(4.2)Nd_(9.2)Ti_(18-x)Zr_xO_(54)(x=0、0.25、0.5、1、1.5)微波介质陶瓷的结构与介电性能

采用传统固相反应法制备Ba_(4.2)Nd_(9.2)Ti_(18-x)Zr_xO_(54)(x=0、0.25、0.5、1、1.5)(BNTZ)微波介质陶瓷。运用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征BNTZ陶瓷的相组成和微观结构。结果表明:BNTZ陶瓷的主晶相为Ba Nd2Ti4O12(JCPDS No.44-0061),随着掺杂量的增加,出现微量的Nd2Ti2O7烧绿石相。当x增加时,陶瓷的体积密度、介电常数(εr)和谐振频率温度系数(τf)均降低。而BNTZ微波介质陶瓷的Qf(Q为品质因子,f为频率)值先增加后降低,并且当x≥1时,陶瓷的Qf下降剧烈。当x=0.25时,Ba_(4.2)Nd_(9.2)Ti_(18-x)Zr_xO_(54)陶瓷样品在1 300℃下烧结2h,具有优良的微波介电性能,εr=82.83,Qf=9.009 THz,τf=56.7×10-6℃-1。

CuO-B_2O_3掺杂对Ba_4Sm_(9.33)Ti_(18)O_(54)陶瓷烧结性能及微波介电性能的影响

研究了CuO-B2O3助剂对Ba4Sm9.33Ti18O54陶瓷的烧结性能和介电性能的影响,结果表明:通过共添加CuOB2O3助剂(CB),陶瓷的烧结温度可以从1350℃降低到1050℃左右,当CB添加量达到10%时,产生第二相Ba2Cu(BO3)2,研究了CB的添加,对介电性能的影响,当CB的添加量为1wt%时,有以下微波介电性能ε=62.7,Q·f=4 270 GHz,τf=-11.1 ppm/℃。

掺杂SrCO3对Ba4(Sm0．2Nd0．8)9．33Ti18O54微波介质陶瓷性能的影响

研究SrCO3掺杂对Ba4(Sm0.2Nd0.8)9.33Ti18O54(BSNT)材料相组成、微观结构和介电性能的影响。采用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征BSNT掺杂SrCO3后陶瓷的相组成和微观结构。结果表明:SrCO3掺杂量低于4%时,SrCO3与BSNT陶瓷共熔而不产生第二相。同时发现随着SrCO3掺杂量的增加,介电常数εr和谐振频率温度系数τf近似线性增加。在BSNT陶瓷中掺杂SrCO3可以得到τf近乎于0。掺杂4%的SrCO3在1 360℃下烧结3 h,可得到介电性能最佳的BSNT陶瓷(εr=83.4,Qf=8.47 THz(4.67 GHz),τf=-2.1×10-6℃-1)。

Nd_2O_3掺杂(Sr_(0.9)Ba_(0.1))La_4Ti_4O_(15)陶瓷的结构及微波性能

采用传统的固相反应法制备(Sr_(0.9)Ba_(0.1))La_4Ti_4O_(15)+x%Nd_2O_3(质量分数0≤x≤8,BSN)系微波介质陶瓷,并对其物相组成、晶体结构及微波介电性能进行分析。研究结果表明,Nd_2O_3含量的增加降低了BSN陶瓷的烧结温度,陶瓷的主晶相为SrLa_4Ti_4O_(15)相,并伴随有少量第二相La_2TiO_5的生成。在微波频率下,随着Nd_2O_3含量的增加,BSN陶瓷的介电常数及谐振频率温度系数变化小,品质因数与频率之积(Q×f)值提高,优化出掺杂4%Nd_2O_3的(Sr_(0.9)Ba_(0.1))La_4Ti_4O_(15)陶瓷具有最佳微波介电性能:εr=43.2,Q×f=42 015 GHz(6.024 GHz),τf=-9.6μ℃-1。

BaO－TiO_2系中Ba_2Ti_9O_（20）相形成的研究

研究了ＢａＯ－ＴｉＯ_２系中Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）相的形成规律。结果表明：ＢａＯ－ＴｉＯ_２系中，不加任何添加剂可以合成Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）相；在ＢａＯ－ＴｉＯ_２系中Ｂａ：Ｔｉ＝２：９附近存在一个很窄的单相Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）区；烧结阶段Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）相的最终合成并不依赖于预烧阶段部分此相的形成；通氧烧结对Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）相的形成影响不大，但可以抑制钛的变价。实验还发现，Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）陶瓷化学计量比的偏离将导致微波下介电常数的下降。

Al_2O_3掺杂对Ba_4Sm_(9.33)Ti_(18)O_(54)陶瓷显微结构和介电性能的影响

采用固相反应法制备了Ba4Sm9.33Ti18O54（简称BST）xwt%Al2O3（x=0~1.5）微波介质陶瓷.研究了掺杂Al2O3对BST陶瓷的显微结构和介电性能的影响.扫描电镜和能谱分析结果显示：未掺杂的BST陶瓷中有少量Sm2Ti2O7相,随着增加Al2O3掺入量,Sm2Ti2O7相消失,BST陶瓷中先后产生了BaTi4O9（x≥0.6）和BaAl2Ti5O14（x≥1.0）两种新相.介电性能测试结果表明Sm2Ti2O7相的消失以及少量BaTi4O9相的形成,能显著提高BST陶瓷的Qf值,但会降低陶瓷的介电常数.当Al2O3的掺入量从0.6wt%增加到1.0wt%时,BaTi4O9相的量逐渐增加,引起BST陶瓷的Qf值略微下降.BaAl2Ti5O14相的产生会同时降低BST陶瓷的介电常数和Qf值.掺入0.6wt%Al2O3的BST陶瓷在1340℃烧结3 h后具有最佳的介电性能：εr=74.7,Qf=10980 GHz,τf=–11.8×10-6/℃.

液相混合法合成Ba_2Ti_9O_(20)研究

以ＥＤＴＡ为络合剂，乙二醇为酯化剂，利用液相混合法，合成了单相的Ｂａ２Ｔｉ９Ｏ２０利用ＤＴＡ、ＴＧ、ＸＲＤ和Ｒａｍａｎ光谱等技术表征了树脂中间体和由此得到的氧化物粉末．Ｂａ２Ｔｉ９Ｏ２０相在１０００℃开始出现，在１１００℃变成主相．在１２００℃可得到单相的ＢａＴｉ9Ｏ20.该方法简单易行，不需要低温条件或保护性气氛，也不需要长时间热处理．

Ba_2Ti_9O_(20)/PTFE复合介电材料性能研究

为了提高微波介电材料PTFE的力学性能及尺寸热稳定性而又不恶化其优异的介电性能,引入Ba2Ti9O20微粉做为增强相,采用类似于粉未冶金工艺制备了不同Ba2Ti9O20含量的Ba2Ti9O20/PTFE微波基片复合材料.研究了Ba2Ti9O20/PTFE微波基片复合材料力学、物理及电学性能.结果表明Ba2Ti9O20/PTFE基片复合材料具有优异的综合性能:弯曲强度16 4MPa,弹性模量4 6GPa,室温下吸水率0 12%,热膨胀系数在θ<200℃时约为35×10-6/℃,介电常数与介电损耗具有良好的频率与温度稳定性.

单相Ba_2Ti_9O_(20)柠檬酸凝胶法制备、表征及介电性能

采用柠檬酸凝胶法两步热处理工艺制备了单相Ba_2Ti_9O_(20)。干凝胶在750℃热处理得到了物相为BaTi_5O_(11)和Ba_4Ti1_3O_(30)、尺寸为30￣50nm的前驱体粉体。纳米前驱体具有高表面活性,促使单相Ba_2Ti_9O_(20)在1200℃热处理温度下形成。两步热处理所得的粉体比一步热处理所得的粉体具有更好的烧结和介电特性,两步热处理所得的粉体,在1250℃烧结4h,可获得理论密度为97%的Ba_2Ti_9O_(20)微波介质陶瓷,其介电性能:εr=38.5,Qf=19320GHz,τf=8.7×10-6℃-1。

Ba_(0.85)Ca_(0.15)Zr_(0.1)Ti_(0.9)O_3/CoFe_2O_4叠层复合陶瓷的制备与磁电耦合效应研究

以CoFe2O4压磁体、掺CuO和CeO2助烧剂的压电体Ba0.85Ca0.15Zr0.1Ti0.9O3为基本叠层材料,采用界面固相熔融渗透法制备了掺助烧剂Ba0.85Ca0.15Zr0.1Ti0.9O3-CoFe2O4叠层复合陶瓷。叠层复合陶瓷的压电压磁相叠层界面结合良好。随着压磁相与压电相厚度比比率的增加,叠层复合陶瓷的饱和磁致伸缩系数–λ从67×10-6增加到134×10-6、压电系数d33从340 pC/N逐渐减小到205 pC/N;磁电耦合系数先增大后减小,在厚度比为2、外磁场为100 mT时得到最大值3200 mV/(cm.mT)。

Ba_2Ti_9O_(20)/PTFE复合材料的组织及力学性能

采用类似于粉未冶金工艺制备了Ba2 Ti9O2 0 /PTFE高频基片复合材料。通过DSC研究PTFE的结晶行为 ,运用SEM及三点弯曲法分析了组织结构特征及力学性能。结果表明 :Ba2 Ti9O2 0 的加入提高了PTFE的结晶温度 ;其粒子均匀分散在PTFE树脂基体中 ,随其含量的增加 ,复合材料的抗弯强度、弹性模量单调升高 ,当其含量达到 30 % (体积分数 )时两项性能均达到峰值 ,分别为 16 .4MPa、4 .6GPa。

富钛BaO-TiO_2系微波介质陶瓷的物相分析

探讨了富钛 BaO-TiO2（Ti/Ba=4～ 4.5）系微波介质陶瓷成分以及预烧温度对物相组成的影响.分析表明,当预烧温度为 900 ℃时,已经有一定量的 BaTi4O9相生成,但是主相仍为 BaTiO3 ;随着预烧温度的升高,主相转变成 BaTi4O9 ,而 BaTiO3和 TiO2逐渐减少直至消失;到 1 200 ℃时,都形成了 BaTi4 O9单相.同时发现 TiO2能促进 BaTi4O9相的形成.此外,在研究的成分中都没有形成 Ba2Ti9O20相.

Ba_(0.2)Sr_(0.8)La_4Ti_4O_(15)微波介电陶瓷的两步烧结法制备及性能表征

采用两步烧结法制备了Ba0.2Sr0.8La4Ti4O15微波介电陶瓷,并通过分析陶瓷的晶相、显微结构及介电性能,与采用传统高温直接烧结法制得的陶瓷样品进行了对比。结果表明,较之高温直接烧结法,采用两步烧结法可通过较长时间保温而制备出粒度小而均匀、无裂纹且介电性能较好的陶瓷。在一次烧结温度为1 600℃、二次烧结温度为1 500℃并保温10 h条件下所制陶瓷介电性能最优:εr=46.52,Q.f=65 496 GHz,τf=–12.1×10–6/℃。

凝胶自蔓延法制备Ba2Ti9O20

以TiO(NO3)2-Ba(NO3)2-C6H8O7·H2O-NH3·H2O为体系,150℃平板快速干燥,采用凝胶自蔓延法经600℃燃烧,在1 200℃可得到单相Ba2Ti9O20.利用DTA,TG,XRD等技术表征了干凝胶和最终得到的氧化物粉末.结果表明干燥温度影响了干凝胶的均匀性,从而决定了最终形成的产物的相组成.分析了凝胶干燥过程的反应机理.

Ba(Mg1/3Nb2/3)O3-Mg4Nb2O9复相陶瓷微波介电性能研究

采用传统固相法制备了(1-x)Ba(Mg1/3Nb2/3)O3-xMg4Nb2O9[(1-x)BMN-xM4N2,x=0.003~0.125]微波介质陶瓷,研究了相结构、烧结性能与介电性能随x的变化规律。结果表明:BMN与M4N2可以两相共存,且二者间存在有限固溶,BMN的烧结温度及高温稳定性有所降低。随着x的增大,介电常数εr和谐振频率温度系数τf逐渐减小,Q×f值的变化易受到BMN有序参数S的影响,高度1:2有序的x=0.026陶瓷获得了最大Q×f值125000 GHz。综合来看,在1320℃下保温4 h烧结的x=0.125样品表现出最佳的微波介电性能:εr=26.6,Q×f=111000 GHz,τf=5 ppm/℃。